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Key recovery attack and analysis on GPUs = 그래픽카드에 대한 키 복구 공격과 분석
서명 / 저자 Key recovery attack and analysis on GPUs = 그래픽카드에 대한 키 복구 공격과 분석 / Jae Moon Sim.
저자명 Sim, Jae Moon ; 심재문
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2018].
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8033019

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MIS 18010

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초록정보

In addition to graphic operations, graphics cards are used as computing devices for various purposes such as physical system simulation and machine learning. Recently, encryption algorithms have been offloaded to the graphics card, which shows a speedup of up to 28 times. In this situation, an attack to recover the key using the time difference between AES calculations on the graphics card was introduced in 2016. In this thesis, we apply the above attacks on the graphics cards of Maxwell and Pascal generations, and show that the attack does not work. The signal of the key recovery attack is defined as SIMT vulnerabilities, and the noise is defined as timing variance. Maxwell and Pascal generation graphics cards show low signal and high noise. The reason for the lower SIMT vulnerability is shown to be higher interconnect channel bandwidth. The reason for the increased timing variance is that there are periodic timing jumps when read from the constant memory region. We also tried to increase the signal level by saturating the interconnect channel bandwidth, and trying to find the timing channel in the noise through the percentage filter.

그래픽카드는 그래픽 연산 이외에도, 물리적 시스템 시뮬레이션, 기계학습 등 다양한 용도의 연산장치로서 활용되고 있다. 최근 암호화 알고리즘들을 그래픽카드에서 연산케하여 최대 28배의 속도 향상을 보인 바 있다. 이러한 상황에서 그래픽카드에서 AES를 계산할 때 생기는 시간 차이를 이용해 키를 복구하는 공격이 2016년에 소개되었다. 본 학위논문에서는 위의 공격을 맥스웰과 파스칼 세대의 그래픽카드에서 적용해보고, 해당 공격이 통하지 않음을 밝힌다. 키 복구 공격의 신호를 SIMT 취약점으로 정의하고, 소음을 성능 편차로 정의하였으며, 맥스웰과 파스칼 세대의 그래픽카드에서는 신호가 낮아졌으며 소음이 높아졌음을 밝혔다. SIMT 취약점이 낮아진 이유는 인터커넥트 채널 대역폭이 높아진 덕분이다. 성능 편차가 높아진 이유는 콘스탄트 메모리 영역으로부터 데이터를 읽어올 때, 주기적인 타이밍 점프가 존재하기 때문이다. 또한, 인터커넥트 채널 대역폭을 포화시켜 낮아진 신호 레벨을 높여 보았으며, 퍼센타일 필터를 통해 노이즈 속의 타이밍 채널을 찾으려는 시도가 있었다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MIS 18010
형태사항 v, 26 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 심재문
지도교수의 영문표기 : Dong Jun Kim
지도교수의 한글표기 : 김동준
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 정보보호대학원,
서지주기 References : p. 24
주제 GPU
timing channel attack
AES
cryptography
information security
그래픽 카드
타이밍 채널 공격
AES
암호
정보 보호
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